无排水化排气处理系统和无排水化排气处理方法与流程

本发明涉及一种对从锅炉排出的排气进行处理的无排水化排气处理系统和无排水化排气处理方法。

背景技术：

以往，已知用于对从设置于火力发电设备等的锅炉排出的排气进行处理的排气处理系统。排气处理系统具备：脱硝装置，从来自锅炉的排气中去除氮氧化物；空气加热器，回收穿过了脱硝装置的排气的热量；集尘器，去除热回收后的排气中的煤尘；和脱硫装置，用于去除除尘后的排气中的硫氧化物。作为脱硫装置，一般使用使石灰吸收液等与排气进行气液接触而去除排气中的硫氧化物的湿式脱硫装置。

近年来，在各国加强排水法规的背景下，即使排水中含有重金属或有害成分，也需要安全且简便地进行处理。作为其中一例，希望出现能稳定操作的无排水化处理设备。

本申请人之前提出了如下技术：在作为实施无排水化的设备的、使湿式脱硫装置的排水(以下，称为“脱硫排水”)蒸发干燥的喷雾干燥装置内，使脱硫排水与一部分抽出的锅炉排气接触，利用该锅炉排气的废热对脱硫排水进行喷雾干燥(专利文献1)。

在这种无排水化设备中，被指出随着喷雾干燥装置内的排水蒸发，该排水中所含的一部分成分(例如汞、砷、硒、氯、硼、锰、硝酸离子等)挥发，再次被脱硫装置捕集，由此有可能引起系统内的成分浓度上升。因此，作为抑制该挥发成分挥发的方法，提出了例如，将活性炭或焦炭中的一方与碱性试剂同时添加至脱硫排水中的方法(专利文献2)。在此，活性炭或焦炭作为重金属(汞等)的吸附剂发挥作用，碱性试剂作为酸性气体(氯化氢等)的捕集剂发挥作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-196638号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2015/0182910号说明书

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，由于重金属以集尘器的灰或包含于脱硫装置的石膏中的形式被去除，因此根据质量平衡，即使没有活性炭或焦炭，重金属也有可能被充分去除，有时不一定需要添加活性炭/焦炭和碱这两者。此外，在专利文献2中，由于没有控制碱的添加量，因此，当因锅炉的负荷变动、燃料或煤种的变更而引起排水量或排水组成发生变化时，在碱量少的情况下，酸性气体去除性能不足，因此有加大碱量进行添加的倾向，在碱量多的情况下，去除性能过剩，有可能会导致碱费用的增加。

本发明鉴于所述问题，其课题在于提供一种通过使碱性剂的添加量最优化，能够防止酸性气体的去除性能的过剩或不足的无排水化排气处理系统和无排水化排气处理方法。

技术方案

用于解决上述问题的本发明的一个实施方式的无排水化排气处理系统，其特征在于，具备：锅炉，使燃料燃烧；热回收装置，设于将来自所述锅炉的锅炉排气排出的主烟道，回收所述锅炉排气的热量；脱硫装置，利用脱硫吸收液去除所述锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥装置，将含有从所述脱硫装置排出的脱硫排水的排水喷成雾状；排气导入管线，向所述喷雾干燥装置导入使所述脱硫排水蒸发干燥的干燥用气体；排出气体输送管线，使在所述喷雾干燥装置中对所述脱硫排水进行蒸发干燥后的排出气体返回至所述主烟道；碱供给部，向将所述脱硫装置与所述喷雾干燥装置连接的脱硫排水管线添加碱性剂；和ph计，在所述碱供给部前后的脱硫排水管线中，测量所述脱硫排水中的ph，其中，所述碱供给部根据测量出的ph的测量结果添加所述碱性剂，使得所述碱性剂添加后的脱硫排水的ph值在规定ph内。

根据上述的发明，测量导入至所述喷雾干燥装置的脱硫排水中的ph，添加碱性剂以满足规定的ph(例如ph6～10)，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

在一些实施方式中，在上述无排水化排气处理系统中，具备：固液分离器，设于排出所述脱硫排水的所述脱硫排水管线，分离固态物；和分离水导入管线，将来自所述固液分离器的分离水供给至所述喷雾干燥装置，其中，所述碱供给部设于所述固液分离器与所述喷雾干燥装置之间的分离水导入管线，所述ph计设于所述碱供给部的至少前游或后游的所述分离水导入管线，所述碱供给部根据测量出的ph的测量结果添加所述碱性剂，使得所述碱性剂添加后的分离水的ph值成为规定ph。

根据上述的发明，测量导入至所述喷雾干燥装置的分离水中的ph，添加碱性剂以满足规定的ph(例如ph6～10)，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

用于解决上述问题的本发明的一个实施方式的无排水化排气处理系统，其特征在于，具备：锅炉，使燃料燃烧；热回收装置，设于将来自所述锅炉的锅炉排气排出的主烟道，回收所述锅炉排气的热量；脱硫装置，利用脱硫吸收液去除所述锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥装置，将含有从所述脱硫装置排出的脱硫排水的排水喷成雾状；排气导入管线，向所述喷雾干燥装置导入使所述排水蒸发干燥的干燥用气体；排出气体输送管线，使在所述喷雾干燥装置中对所述排水进行蒸发干燥后的排出气体返回至所述主烟道；碱供给部，向将所述脱硫装置与所述喷雾干燥装置连接的脱硫排水管线或所述排出气体输送管线添加碱性剂；和氯离子测量装置，设于所述主烟道、所述排出气体输送管线或所述脱硫排水管线中的任一方或多方，测量氯离子的浓度，其中，所述碱供给部根据测量出的氯离子浓度的结果向所述脱硫排水或所述排出气体中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，通过氯离子测量装置来测量所述主烟道、所述排出气体输送管线或所述脱硫排水管线的流体中的任一方或多方所含的氯离子浓度，根据测量出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

在一些实施方式中，在上述无排水化排气处理系统中，具备：固液分离器，设于排出所述脱硫排水的所述脱硫排水管线，分离固态物；和分离水导入管线，将来自所述固液分离器的分离水供给至所述喷雾干燥装置，其中，所述氯离子测量装置和碱供给部设于所述固液分离器与所述喷雾干燥装置之间的分离水导入管线，所述碱供给部根据测量出的氯离子浓度的结果向所述分离水中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，通过氯离子测量装置来测量所述分离水导入管线的分离水的氯离子浓度，根据测量出的氯离子浓度向分离水中添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

用于解决上述问题的一个实施方式的无排水化排气处理系统，其特征在于，具备：锅炉，使燃料燃烧；热回收装置，设于将来自所述锅炉的锅炉排气排出的主烟道，回收所述锅炉排气的热量；脱硫装置，利用脱硫吸收液去除所述锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥装置，将含有从所述脱硫装置排出的脱硫排水的排水喷成雾状；排气导入管线，向所述喷雾干燥装置导入使所述脱硫排水蒸发干燥的干燥用气体；排出气体输送管线，使在所述喷雾干燥装置中对所述脱硫排水进行蒸发干燥后的排出气体返回至所述主烟道；碱供给部，向将所述脱硫装置与所述喷雾干燥装置连接的脱硫排水管线或所述排出气体输送管线添加碱性剂；和电导率仪，设于所述脱硫装置或所述脱硫排水管线中的任一方或双方，测量液体中的电导率，其中，所述碱供给部根据预先求出的电导率与氯离子的关系来求出液体中的氯离子浓度，根据其结果向所述脱硫排水或所述排出气体中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，测量脱硫装置、所述脱硫排水管线的液体的电导率，从电导率间接地求出氯离子浓度，根据求出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

在一些实施方式中，在上述无排水化排气处理系统，具备：固液分离器，设于排出所述脱硫排水的所述脱硫排水管线，分离固态物；和分离水导入管线，将来自所述固液分离器的分离水供给至所述喷雾干燥装置，其中，所述电导率仪和碱供给部设于所述分离水导入管线，所述碱供给部根据预先求出的电导率与氯离子的关系来求出分离水中的氯离子浓度，根据其结果向所述分离水中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，测量分离水的电导率，从电导率间接地求出氯离子浓度，根据求出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

在一些实施方式中，在上述无排水化排气处理系统中，添加至所述排出气体输送管线的所述碱性剂是液体或粉末。

根据上述的发明，能在排出气体输送管线的排出气体中添加液体或粉末的碱性剂中的任一种，能去除酸性气体。

在一些实施方式中，在上述无排水化排气处理系统中，在所述排出气体输送管线设有将排出气体中的固态物去除的固态物去除装置。

根据上述的发明，通过以最佳的碱量去除酸性气体，并去除排出气体中的固态物，能防止固态物混入主烟道的集尘器的灰中。

用于解决上述问题的本发明的一个实施方式的无排水化排气处理方法，其特征在于，包括：脱硫工序，利用脱硫吸收液去除锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥工序，将含有在所述脱硫工序中排出的脱硫排水的排水喷成雾状，利用所述锅炉排气的一部分进行干燥；ph测量工序，测量所述脱硫排水中的ph；和碱供给工序，向所述脱硫排水中添加碱性剂，其中，在所述碱供给工序中，根据测量出的ph的测量结果添加所述碱性剂，使得所述碱性剂添加后的脱硫排水的ph值在规定ph内。

根据上述的发明，测量导入至所述喷雾干燥装置的脱硫排水中的ph，添加碱性剂以满足规定的ph(例如ph6～10)，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

用于解决上述问题的本发明的一个实施方式的无排水化排气处理方法，其特征在于，包括：脱硫工序，利用脱硫吸收液去除锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥工序，将含有在所述脱硫工序中排出的脱硫排水的排水喷成雾状，利用所述锅炉排气的一部分进行干燥；碱供给工序，向所述脱硫排水或来自所述喷雾干燥工序的排出气体中添加碱性剂；和氯离子测量工序，测量所述锅炉排气、喷雾干燥工序后的排出气体或所述脱硫排水中的任一种或多种流体中所含的氯离子的浓度，其中，在所述碱供给工序中，根据测量出的氯离子浓度的结果向所述脱硫排水或所述排出气体中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，通过氯离子测量装置来测量所述主烟道、所述排出气体输送管线或所述脱硫排水管线的流体中的任一方或多方所含的氯离子浓度，根据测量出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

用于解决上述问题的本发明的一个实施方式的无排水化排气处理方法，其特征在于，包括：脱硫工序，利用脱硫吸收液去除锅炉排气中所含的硫氧化物；喷雾干燥工序，将含有在所述脱硫工序中排出的脱硫排水的排水喷成雾状，利用所述锅炉排气的一部分进行干燥；碱供给工序，向所述脱硫排水或来自所述喷雾干燥工序的排出气体中添加碱性剂；和电导率测量工序，测量所述脱硫吸收液或所述脱硫排水中的任一方或双方的液体中的电导率，其中，在所述碱供给工序中，根据预先求出的电导率与氯离子的关系来求出液体中的氯离子浓度，根据其结果向所述脱硫排水或所述排出气体中添加所述碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据上述的发明，测量脱硫装置、所述脱硫排水管线的液体的电导率，从电导率间接地求出氯离子浓度，根据求出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

有益效果

根据本发明，测量导入至喷雾干燥装置的分离水中的ph，添加碱性剂以满足规定的ph(例如ph6～10)，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

此外，利用氯离子测量装置来测量主烟道中的排气或脱硫液中所含的氯离子浓度，根据测量出的氯离子浓度添加碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

附图说明

图1a是实施例1的无排水化排气处理系统的概略图。

图1b是实施例1的其他无排水化排气处理系统的概略图。

图2是表示石灰石膏法的脱硫装置的一例的概略图。

图3是表示实施例1的脱硫排水的喷雾干燥装置的一例的概略图。

图4是实施例2的无排水化排气处理系统的概略图。

图5是实施例3的无排水化排气处理系统的概略图。

图6是实施例4的无排水化排气处理系统的概略图。

图7是实施例5的无排水化排气处理系统的概略图。

图8是实施例6的无排水化排气处理系统的概略图。

图9是实施例7的无排水化排气处理系统的概略图。

图10是实施例8的无排水化排气处理系统的概略图。

图11是表示(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比与ph的相关关系的图表。

图12是表示(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比与ph的相关关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。另外，本发明并不限定于该实施例，并且，在存在多个实施例的情况下，也包括将各实施例加以组合而构成的实施例。

实施例1

图1a是实施例1的无排水化排气处理系统的概略图。图1b是实施例1的其他无排水化排气处理系统的概略图。如图1a-1所示，本实施例的无排水化排气处理系统10a-1具备：锅炉11，使供给来的燃料燃烧；作为热回收装置的空气加热器ah，设于将来自锅炉11的锅炉排气(也称为“排气”)12排出的主烟道l11，回收锅炉排气12的热量；作为除尘装置的电集尘器(也称为“集尘器”)13，去除热回收后的锅炉排气12中的煤尘；脱硫装置14，去除除尘后的锅炉排气12中所含的硫氧化物；固液分离器17，从自脱硫装置14经由脱硫排水管线l21而排出的脱硫排水(在吸收液法的情况下，为吸收液浆料)15中去除固态物16；喷雾干燥装置19，将含有来自固液分离器17的分离水18的排水喷成雾状；排气导入管线l12，从主烟道l11向喷雾干燥装置19导入来自锅炉排气12的一部分的干燥用气体12a；排出气体输送管线l13，使在喷雾干燥装置19中将分离水18蒸发干燥后的排出气体12b返回至主烟道l11；碱性剂供给部22，向将固液分离器17与喷雾干燥装置19连接的分离水导入管线l22添加碱性剂21；和ph计，在碱性剂供给部22前后的分离水导入管线l22中，测量分离水18中的ph，其中，碱性剂供给部22根据测量出的ph的测量结果添加所述碱性剂，使得碱性剂21添加后的分离水18的ph值在规定ph(例如ph6～10)内。

根据本系统，锅炉排气12被脱硫装置14净化，并且从该脱硫排水15将固态物(石膏)16和分离水18固液分离，在喷雾干燥装置19内使用导入的干燥用气体12a来使分离出的分离水18蒸发干燥，因此，能稳定地实施来自脱硫装置14的脱硫排水15的无排水化。

在此，无排水化排气处理系统10a-1的空气加热器ah是回收从锅炉11经由主烟道l11而供给的锅炉排气12中的热量的热交换器。排出的锅炉排气12的温度为，例如300℃～400℃左右的高温，因此，通过该空气加热器ah在高温的锅炉排气12与常温的燃烧用空气之间进行热交换，通过热交换而变成高温的燃烧用空气被供给至锅炉11。

在流入该空气加热器ah的锅炉排气12从主烟道l11经由排气导入管线l12分支为干燥用气体12a的情况下，气体温度高(例如300℃～400℃)，通过使分离水18与该高温废热接触，能高效地进行脱硫排水液滴的喷雾干燥。在本实施例中，空气加热器ah设置于使干燥用气体12a分支的排气导入管线l12的分支部x与通过排出气体输送管线l13使排出气体12b返回至主烟道l11侧的合流部y之间。

集尘器13是去除来自锅炉11的锅炉排气12中的煤尘的装置。作为集尘器13，除了电集尘器以外，还可以举出惯性力集尘器、离心力集尘器、过滤式集尘器、清洗集尘器等，没有特别限定。

脱硫装置14是以湿式去除被集尘器13去除煤尘后的锅炉排气12中的硫氧化物的装置。在该脱硫装置14中，例如，作为湿式脱硫方法，可以使用例如使用石灰浆料作为脱硫吸收液(以下，也称为“吸收液”)的石灰石膏法的脱硫法，但并不限定于此，作为除了石灰石膏法的脱硫法以外的方法，可以举出例如氢氧化镁法、海水法、烧碱法等的湿式脱硫装置。

使用图2对该湿式的脱硫装置的一例进行说明。图2是表示石灰石膏法的脱硫装置的一例的概略图。如图2所示，在湿式的脱硫装置14中，使用例如石灰石浆料(在水中溶解了石灰石粉末的水溶液)作为吸收液60，装置内的温度为50℃左右。石灰石浆料从石灰石浆料供给装置(脱硫装置用石灰供给装置)61供给至脱硫装置14的塔底部62内的贮液部。供给至脱硫装置14的塔底部62的石灰石浆料经由吸收液循环管线65被输送至脱硫装置14内的多个喷嘴63，从喷嘴63朝向塔顶部64侧作为液柱向上方喷出。在吸收液循环管线65设有液体进料泵65a，通过驱动液体进料泵65a，从吸收液循环管线65向喷嘴63输送石灰石浆料。从脱硫装置14的塔底部62侧上升的锅炉排气12与从喷嘴63喷出的石灰石浆料进行气液接触，由此，锅炉排气12中的硫氧化物和氯化汞被石灰石浆料吸收，从锅炉排气12中被分离、去除。被石灰石浆料净化了的锅炉排气12作为净化气体12a由脱硫装置14的塔顶部64侧排出，从烟囱40被排出到外部。

在脱硫装置14的内部，锅炉排气12中的二氧化硫气体so2与石灰石浆料发生下述式(1)所示的反应。

so2+caco3→caso3+co2···(1)

而且，吸收了锅炉排气12中的sox的石灰石浆料被供给至脱硫装置14的塔底部62的空气(未图示)进行氧化处理，与空气发生下述式(2)所示的反应。

caso3+1/2o2+2h2o→caso4·2h2o···(2)

这样，锅炉排气12中的sox在脱硫装置14中以石膏(caso4·2h2o)的形式被捕获。

此外，如上所述，石灰石浆料使用将贮存于脱硫装置14的塔底部62的液体扬水而成的浆料，但在该被扬水的石灰石浆料中，随着脱硫装置14的运转，根据反应式(1)、(2)混合有石膏caso4·2h2o。以下，将用于吸收该二氧化硫气体的石灰石石膏浆料(混合了石膏的石灰石浆料)称为吸收液。

在脱硫装置14中用于脱硫的吸收液(石灰石浆料)60通过脱硫装置14的吸收液循环管线65被循环再利用，并且，经由与该吸收液循环管线65连接的脱硫排水管线l21，其一部分作为脱硫排水15被排出到外部，被另行送至固液分离器17，在此进行脱水处理。在该固液分离出的分离水18中，含有例如汞、砷、硒等有害重金属类，例如cl^-、br^-、i^-、f^-等卤素离子。

固液分离器17是使脱硫排水15中的固态物(石膏)16与液体成分的分离水(滤液)18分离的装置。作为固液分离器17，可以使用例如，带式过滤器(beltfilter)、离心分离机、滗析器型离心沉降机等。因此，从脱硫装置14排出的脱硫排水15通过固液分离器17被分离为固态物(石膏)16和作为脱水滤液的分离水18。分离出的固态物(石膏)16被排出到系统外部(以下，称为“系统外”)。

另一方面，如图1所示，来自固液分离器17的分离水18经由分离水导入管线l22被送至喷雾干燥装置19，在此蒸发干燥，实现了作为脱硫排水的分离水18的无排水化。需要说明的是，将分离水18的一部分作为回流水18a，经由回流水管线l23供给至脱硫装置14的塔底部62内。

喷雾干燥装置19具备：气体导入单元，经由从来自锅炉11的锅炉排气12的主烟道l11分支的排气导入管线l12导入来自锅炉排气12的干燥用气体12a；和喷雾单元52，喷洒从固液分离器17经由分离水导入管线l22导入的分离水18或将分离水18喷成雾状。然后，通过被导入的干燥用气体12a的废热使喷洒出或喷成雾状的分离水18蒸发干燥。在此，在来自锅炉排气12的干燥用气体12a中，含有锅炉排气12中所含的燃烧灰，在喷雾干燥装置19中产生的蒸发干燥物中，以混合的状态存在燃烧灰与蒸发盐。需要说明的是，符号l13是指使来自喷雾干燥装置19的排出气体12b回流至主烟道l11的排出气体输送管线。需要说明的是，也可以在排气导入管线l12和排出气体输送管线l13，设有用于停止干燥用气体12a和排出气体12b的流入/排出的阻挡装置。

需要说明的是，虽然在本实施例的无排水化排气处理系统10a-1中没有设置，但也可以在主烟道l11另外设置去除锅炉排气12中的氮氧化物的脱硝装置。需要说明的是，在设有脱硝装置的情况下，优选设置在锅炉11的下游，并且从主烟道l11使干燥用气体12a分支的分支部x的上游侧。

此外，也可以是，在排气导入管线l12的分支部x与通过排出气体输送管线l13使排出气体12b返回到主烟道l11侧的合流部y之间，设置热回收部，并且在脱硫装置14与烟囱20之间设置再加热部，构成烟气换热器(ggh；gasgasheater)，在空气加热器ah出口的热回收部利用热介质来回收锅炉排气12的热量，在再加热部利用从排气热回收的热介质来加热来自脱硫装置的排出气体，在设为满足大气排放的温度(约90℃～100℃)后，从烟囱20向大气排放。

此外，在不分离来自脱硫装置14的脱硫排水15中的固态物的情况下，如图1b所示的无排水化排气处理系统10a-2那样，不需要设置固液分离器17，在图1a中向分离水18中添加的碱性剂21直接添加到脱硫排水15中，然后利用喷雾干燥装置19进行喷雾干燥，进行无排水化。本发明不论有无固液分离器17均可，但在以下的说明中，对包含固液分离器17的形态进行说明。需要说明的是，在没有固液分离器17的情况下，分离水18是指脱硫排水15。

图3是表示实施例1的脱硫排水的喷雾干燥装置的一例的概略图。如图3所示，本实施例的喷雾干燥装置19具备：喷雾单元52，在喷雾干燥装置主体51内，将脱硫排水15或分离水18喷雾成喷雾液18a；导入口51a，设于喷雾干燥装置主体51，导入使喷雾液18a干燥的干燥用气体12a；干燥区域53，设于喷雾干燥装置主体51内，通过干燥用气体12a使喷雾液18a干燥/蒸发；和排出口51b，排出有助于干燥的排出气体12b。需要说明的是，符号57表示分离出的固体成分，v1、v2表示流量调节阀。此外，也可以是，脱硫排水15或分离水18利用另外从压缩机55供给的空气56，以规定的流量和规定的喷雾液滴粒径由喷雾单元52向喷雾干燥装置主体51内部喷雾。在本实施例中，作为喷雾液18a的干燥用气体，使用从锅炉排气12分支出的干燥用气体12a，但本发明并不限定于此，只要是使喷雾液18a蒸发干燥的干燥气体，就可以使用除了锅炉排气以外的气体作为干燥用气体。

在此，作为喷雾单元52，只要是以喷雾液18a成为规定的液滴径的方式进行喷雾的单元，就不限定其形式。可以使用，例如，双流体喷嘴、旋转喷雾器等喷雾单元。需要说明的是，双流体喷嘴适合于将较少量的分离水18喷成雾状，旋转喷雾器适合于将较多量的脱硫排水15或分离水18喷成雾状。此外，喷雾器的数量并不限定于一台，根据其处理量也可以设有多台。

在本实施例中，具备：碱性剂供给部22，向固液分离器17与喷雾干燥装置19之间的分离水导入管线l22添加碱性剂21；和ph计，在碱性剂供给部22前后的分离水导入管线l22中测量分离水18中的ph，根据测量出的ph的测量结果添加碱性剂，使得碱性剂21添加后的分离水18的ph值在规定ph(例如ph6～10)内。

在此，碱性剂供给部22具备：药剂贮存部，贮存作为药剂的碱性剂21；药剂管线，将贮存部与所述脱硫排水管线l21连接；以及例如泵等供给部，从药剂贮存部向所述脱硫排水管线l21供给碱性剂21。

需要说明的是，在无排水化排气处理系统10a中，在不设置固液分离器17的情况下，具备：碱性剂供给部22，向脱硫排水管线l21添加碱性剂21；和ph计，在碱性剂供给部22的前后，检测脱硫排水15的ph，根据测量出的ph的测量结果添加碱性剂，使得碱性剂21添加后的脱硫排水15的ph值在规定ph(例如ph6～10)内。

根据本实施例，测量导入至喷雾干燥装置19的脱硫排水15或分离水18中的ph，添加碱性剂21以满足规定的ph(ph6～10)，由此能使碱添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

以作为主要的酸性气体的氯化氢为例，说明由酸性气体产生的成分蓄积在系统内的机理。氯化氢是锅炉排气12中所含的酸性气体，在脱硫装置14中被石膏浆料捕集而变成氯化钙。已知含有氯化钙的水溶液在蒸发过程中，通过下述式(3)的平衡反应产生氯化氢。在分离水18中的氯化钙以氯化钙的形态存在于喷雾干燥装置19后游的排出气体输送管线l13的情况下，排出气体12b返回到主烟道l11，被集尘器13捕集，因此不会产生问题，但在通过下述式(3)产生氯化氢的情况下，该氯化氢被脱硫装置14再次捕集，因此在系统内蓄积有氯离子。

通过向脱硫排水15或分离水18中添加碱性剂21，能够通过中和反应防止酸性气体的挥发。下述式(4)是在使用氢氧化钠作为碱性剂的情况下的中和反应的例子。在此，添加碱以使碱性剂21添加后的脱硫排水15或分离水18的ph值成为ph6～10，由此，发生充分的中和反应，抑制酸性气体的挥发。

hcl+naoh→h2o+nacl···(4)

因此，利用第一ph计23a测量脱硫排水15或分离水18的ph，添加碱性剂以满足规定的ph(ph6～10)，由此，获得充分的酸性气体的去除性能，并且能防止去除性能过剩，能使碱性剂21的添加量最优化并去除酸性气体。

由此，克服了现有技术(专利文献2)中的防止酸性气体去除性能的过剩或不足的问题。此外，通过将控制ph值的场所设为碱性剂21添加后的脱硫排水15或分离水18，能应对由锅炉负荷的变动或锅炉燃料的变化引起的脱硫排水的ph值的变动，具有能稳定地防止碱量的过剩或不足的优点。

需要说明的是，在本实施例中，碱性剂21添加后的脱硫排水15或分离水18的ph值可以在碱性剂供给部22与喷雾干燥装置19之间的分离水导入管线l22设置第二ph计23b来进行测量，也可以根据第一ph计23a的ph测量值和添加量来计算。

即，在第二ph计23b设置于分离水导入管线l22的碱性剂供给部22的后游侧的情况下，可以直接测量碱性药剂添加后的脱硫排水15或分离水18的ph，因此能调整碱性药剂的添加以成为规定ph。此外，在第一ph计23a设置于分离水导入管线l22的碱性剂供给部22的前游侧的情况下，若已知碱的性质，则可以通过计算来求出碱添加后的ph，能调整碱性药剂的添加以成为规定ph。而且，也可以将第一ph计23a和第二ph计23b设置在两方，在第二ph计23b中确认由基于第一ph计23a通过计算进行调整并投入的碱性药剂引起的ph的变化是否成为规定ph。

作为碱性剂21，可以举出例如氢氧化钠(naoh)、氢氧化钙(ca(oh)2)、氧化钙(cao)等强碱性的药剂，例如碳酸钙(caco3)等弱碱性的药剂，但只要是发挥酸性气体的去除性能的药剂，就不限定于这些。

测量导入至喷雾干燥装置19的脱硫排水15或分离水18中的ph，添加碱性剂21以满足规定的ph(ph6～10)，由此能防止酸性气体的去除性能的过剩或不足，并且去除酸性气体。其结果是，能以最小限度的碱费用来抑制酸性气体的挥发，并且能防止氯离子等由酸性气体产生的成分蓄积在脱硫装置14系统内。

实施例2

图4是实施例2的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。此外，本发明不论有无固液分离器均可，但在此对包含固液分离器的形态进行说明。需要说明的是，在没有设置固液分离器的情况下，将分离水18置换为脱硫排水15。如图4所示，本实施例的无排水化排气处理系统10b，在实施例1的无排水化排气处理系统10a-1中，在主烟道l11、排出气体输送管线l13、脱硫排水管线l21和分离水导入管线l22分别设有第一氯离子浓度仪26a～第四氯离子浓度仪26d。在本实施例中，第一氯离子浓度仪26a设置于主烟道l11的集尘器13与脱硫装置14之间，测量锅炉排气12中的氯离子浓度。此外，第二氯离子浓度仪26b设置于脱硫排水管线l21的脱硫装置14与固液分离器17之间，测量脱硫排水15中的氯离子浓度。第三氯离子浓度仪26c设置于分离水导入管线l22的固液分离器17与碱性剂供给部22之间，测量分离水18中的氯离子浓度。第四氯离子浓度仪26d设于供来自喷雾干燥装置19的排出气体12b排出的排出气体输送管线l13，测量排出气体12b中的氯离子浓度。

氯离子浓度仪可以设置任一个，也可以设置多个来提高测量的精度。在此，作为测量氯离子浓度的装置，可以举出例如在线的ir仪、离子色谱、激光测量仪等，但只要是测量氯离子浓度的装置，本发明就并不限定于此。

根据本实施例，根据第一氯离子浓度仪26a～第四氯离子浓度仪26d的任一个或多个的分析结果来求出气体中、液体中的氯离子浓度，从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得分离水18中的氯离子(cl^-离子)与碱性剂的比率、(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

即，基于测量出的氯离子浓度，利用运算装置来求出使(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围的碱性剂的添加量。碱性剂供给部22根据控制装置的指令或操作者的判断，按由该运算装置求出的碱性剂21的添加量供给碱性剂21。

在此，参照图11对(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比进行说明。图11是表示(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比与ph的相关关系的图表。在图11中，纵轴表示“碱性剂(体积摩尔浓度(mol/l))/氯离子(体积摩尔浓度(mol/l))”。将该纵轴的记载简称为(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比。图11的测量试验中使用的排水中的氯离子浓度设为50000mg/l(1451mmol/l)和1000mg/l(29mmol/l)。

在本试验例中，示出了作为碱性剂，添加弱碱性物质(碳酸钙)时的最大和最小变化、以及添加强碱性物质(氢氧化钠)时的最大和最小变化。例1中，排水中的氯(cl)离子浓度为50000mg/l(1451mmol/l)，为强碱性，例2中，排水中的氯(cl)离子浓度为1000mg/l(29mmol/l)，为强碱性。例3中，排水中的氯(cl)离子浓度为50000mg/l(1451mmol/l)，为弱碱性，例4中，排水中的氯(cl)离子浓度为1000mg/l(29mmol/l)，为弱碱性。

如图11所示，横轴的ph值在ph＝6-10的范围内的是，(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在0.000004～0.35的范围。因此，(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比的规定范围是指，“碱(体积摩尔浓度)/氯离子(体积摩尔浓度)”的比值在0.000004～0.35的范围。需要说明的是，该相关关系根据排水中的cl浓度(mg/l)、碱浓度(强碱性、弱碱性)等而变化，但只要“碱性剂(体积摩尔浓度)/氯离子(体积摩尔浓度)”的比值在0.000004～0.35的范围内，就能将ph值调整在规定的范围。此外，也可以是，调整(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比以使横轴的ph值在ph＝7-8的范围。

需要说明的是，作为(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比变动的因子，除了排水中的cl浓度(mg/l)、碱的解离度(强碱性、弱碱性)以外，还有例如喷雾液的离子强度、固体成分浓度等，特别是，排水中的cl浓度(mg/l)等占主导地位。

此外，图12是表示排水、喷雾干燥装置的出口以及主烟道中的(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比与ph的相关关系的图表。图12的试验中使用的排水中的氯离子浓度为40000mg/l(1161mmol/l)，添加强碱性物质作为碱性剂。如图12所示，明确了表示喷雾干燥装置的出口以及主烟道中的(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比与ph的相关关系的行为与排水的行为近似。

根据本实施例，根据气体(锅炉排气12、排出气体12b)中、液体(脱硫排水15、分离水18)中的氯离子浓度添加碱性剂21，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围，由此能使碱性剂21的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

实施例3

图5是实施例3的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1、2的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。如图5所示，本实施例的无排水化排气处理系统10c，在实施例1的无排水化排气处理系统10a-1中，在脱硫装置14、脱硫排水管线l21和分离水导入管线l22分别设有测量液体的电导率的第一电导率仪27a～第三电导率仪27c。电导率仪可以设置任一个，也可以设置多个来提高测量的精度。

根据本实施例，在脱硫排水15或分离水18中，根据预先求出的电导率与氯离子的关系求出脱硫排水15或分离水18中的氯离子浓度，从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得分离水18中的氯离子(cl^-离子)与碱性剂的比率、(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据本实施例，根据脱硫排水15或分离水18中的氯离子浓度添加碱性剂21，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围(0.000001～0.1)，由此能使碱性剂21的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

实施例4

图6是实施例4的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1～3的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。如图6所示，本实施例的无排水化排气处理系统10d，在实施例1的无排水化排气处理系统10a-1中，在主烟道l11、排出气体输送管线l13、脱硫排水管线l21和分离水导入管线l22设有第一氯离子浓度仪26a～第四氯离子浓度仪26d。此外，在本实施例中，在排出气体输送管线l13设有供给粉末状的碱性剂粉末21a的碱性剂粉末供给部22a或供给液体状的碱性剂21的碱性剂供给部22。氯离子浓度仪可以设置任一个，也可以设置多个来提高测量的精度。

根据本实施例，根据第一氯离子浓度仪26a～第四氯离子浓度仪26d的任一个或多个的分析结果求出气体(锅炉排气12、排出气体12b)中、液体(脱硫排水15、分离水18)中的氯离子浓度，从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得分离水18中的氯离子(cl^-离子)与碱性剂的比率，即(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据本实施例，根据气体(锅炉排气12、排出气体12b)中、液体(脱硫排水15、分离水18)中的氯离子浓度添加粉末状的碱性剂粉末21a或液体状的碱性剂21，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围(0.000004～0.35)，由此能使碱性剂的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

实施例5

图7是实施例5的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1～4的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。如图7所示，本实施例的无排水化排气处理系统10e，在实施例1的无排水化排气处理系统10a-1中，在脱硫装置14、脱硫排水管线l21和分离水导入管线l22设有测量液体的电导率的第一电导率仪27a～第三电导率仪27c。此外，在本实施例中，在排出气体输送管线l13设有供给粉末状的碱性剂粉末21a的碱性剂粉末供给部22a或供给液体状的碱性剂21的碱性剂供给部22。电导率仪可以设置任一个，也可以设置多个来提高测量的精度。

根据本实施例，在吸收液60、脱硫排水15或分离水18中，根据预先求出的电导率与氯离子的关系求出脱硫排水15或分离水18中的氯离子浓度，从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得分离水18中的氯离子(cl^-离子)与碱性剂的比率、(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。

根据本实施例，根据吸收液60、脱硫排水15或分离水18中的氯离子浓度添加粉末状或液体状的碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围(0.000004～0.35)，由此能使碱性剂21的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

实施例6

图8是实施例6的无排水化排气处理系统的概略图。如图8所示，本实施例的无排水化排气处理系统10f，在无排水化排气处理系统10a-1中，在排出气体输送管线l13设有例如袋滤器(bagfilter)25，作为去除排出气体12b中的固态物的固态物去除装置。本实施例同样能适用于无排水化排气处理系统10b～10e。在实施例1中，从喷雾干燥装置19排出的排出气体中的固体成分(蒸发盐等)19a被集尘器13捕集，与集尘器13的捕集灰混合而排出。该情况下，在灰中混有固体成分(蒸发盐等)，由此有害金属等的含量增加，有可能难以出售灰。

根据本实施例，通过设置袋滤器25，去除排出气体12b中的固态物，能防止从喷雾干燥装置19排出的排出气体12b中的固体成分(蒸发盐等)19a混入到由集尘器13捕集到的灰中。

实施例7

图9是实施例7的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1～5的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。如图9所示，本实施例的无排水化排气处理系统10g，在实施例4的无排水化排气处理系统10d中，在脱硫排水管线l21和分离水导入管线l22分别设有第二氯离子浓度仪26b、第三氯离子浓度仪26c。

在本实施例中，是直接测量脱硫排水15或分离水18的液体中的氯离子的情况，根据本实施例，根据第二氯离子浓度仪26b、第三氯离子浓度仪26c中的任一个或多个的分析结果求出分离水18中的氯离子浓度，从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得脱硫排水15或分离水18中的氯离子(cl^-离子)与碱性剂的比率、(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围(0.000001～0.1)。

根据本实施例，直接测量脱硫排水15或分离水18中的氯离子，根据分离水18中的氯离子浓度添加碱性剂21，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围(0.000004～0.35)，由此能使碱性剂21的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

实施例8

图10是实施例8的无排水化排气处理系统的概略图。需要说明的是，对与实施例1～5的无排水化排气处理系统相同的构件标注相同符号，并省略其说明。如图10所示，本实施例的无排水化排气处理系统10h，在实施例4的无排水化排气处理系统10d中，在主烟道l11、排出气体输送管线l13分别设有第一氯离子浓度仪26a、第四氯离子浓度仪26d。

在实际机械设备中，(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在气体中和液体中不同，而且即使在气体中，在锅炉排气12和排出气体12b中也会变动。此外，根据运转条件不同，变动的幅度也不同。因此，利用氯离子浓度仪测量气体(锅炉排气12和排出气体12b)中的氯离子浓度，不以该测量值为基准，而是转换为液体中的氯离子浓度，以该转换后的液体中的氯离子浓度为基准从碱性剂供给部22添加碱性剂21，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在规定范围。由此，在一个设备中，不用确定气体中和液体中的两个规定范围，在实际设备中的控制变得简易。需要说明的是，在前述的图12中，也示出了表示碱性剂/氯(cl)离子)比与ph的相关关系的行为与排水的行为近似。

即，在实际机械设备中，仅对液体(脱硫排水15或分离水18)确定(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比，在锅炉排气12中、排出气体12b中不用确定(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比。需要说明的是，该转换可以根据各种气体流量和脱硫排水流量求出。

根据本实施例，使气体(锅炉排气12、排出气体12b)中的氯离子浓度转换为液体(脱硫排水15、分离水18)中的氯离子浓度，根据该液体中的氯离子浓度添加粉末或液体状的碱性剂，使得(碱性剂/氯(cl)离子)摩尔比在发生充分的中和反应的规定范围(0.000004～0.35)，由此能使碱性剂的添加量最优化，防止酸性气体的去除性能的过剩或不足。

符号说明

10a-1、10a-2、10b～10h无排水化排气处理系统

11锅炉

12锅炉排气

13集尘器

14脱硫装置

15脱硫排水

16固态物

17固液分离器

18分离水

19喷雾干燥装置

21碱性剂

21a碱性剂粉末

22碱性剂供给部

22a碱性剂粉末供给部

23a～23b第一～第二ph计

25袋滤器

26a～26d第一～第四氯离子浓度仪

27a～27c第一～第三电导率仪

l11主烟道

l21脱硫排水管线

l22分离水导入管线